研究課題/領域番号 |
15K05911
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研究機関 | 東京電機大学 |
研究代表者 |
藤田 壽憲 東京電機大学, 工学部, 教授 (70242279)
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研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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キーワード | 精密機械システム / 機械要素 / 制御工学 / 空気圧 / 超精密位置決め |
研究実績の概要 |
空気圧サーボを用いてX-Yステージを構成するとき必然的に短軸より配管が長くなる。平成27年度は、H∞制御を用いて長い配管を持つ容器内空気圧力の制御の手法を本アクチュエータに拡張して制御系手法を提案した。しかしながら、空気圧サーボステージ制御系の伝達関数の次数が圧力制御系よりも高くなるため、管路が短い場合においても位置に加え単純に速度、加速度をフィードバックする手法の方が、速応性が良好となり思うような結果とならなかった。そこで28年度はこれを解決するために、二自由度制御を取り入れた設計手法を示した。その結果、従来とほぼ同等の速応性が実現できるまで改善できた。さらに、この手法を管路が長い場合に適用した。昨年は管路が長い場合には制御系が不安定となる問題点があったが、28年度に制御器を再設計したところ、安定な制御器を実現することができた。しかしながら、目標である管路が短い場合に近い応答性は確保できていないことから、引き続き検討する必要がある。 一方、もうひとつの課題である非接触駆動空気圧サーボを用いたX-Yステージの製作に関してはステージの設計を完了した。研究目標である配管を内蔵するX-Yステージを構成できることができた。またY軸用のみであるがアクチュエータを製作した。このアクチュエータをX-Yステージとする前にアクチュエータ単体での性能を確認したところ、所要の仕様を満たしていることが確認できた。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の研究計画では28年度にX-Yステージの設計および製作に着手する予定であったが、29年度に設計となった。さらにアクチュエータの製作に時間が掛かり完成が28年度間際となった。当初の研究計画では29年度におおよそX-Yステージがおよそ組みあがる予定であったことから「やや遅れている」との判断とした。
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今後の研究の推進方策 |
28年度までで、およそX-Yステージの制御手法の確立の目途は立ったものの引き続き検討すべき課題が残っている。これらの課題について29年度も取り組む。また非接触駆動空気圧サーボを用いたX-Yステージの製作については、未完成の部分の製作を行っていく。ただし、当初の研究計画では確立した制御手法をX-Yステージに適用し有効性を確認することとなっていたが、時間的に厳しい場合は短軸に同等な管路を設けることで有効性を確認する予定である。
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次年度使用額が生じた理由 |
28年度にX-Yステージの製作を行ったが、それに使用するアクチュエータの完成が年度末となり、その他のステージに使用する部品の発注ができなかったため申請額を下回った。
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次年度使用額の使用計画 |
残額は29年度にステージに使用する部品に当てる。
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